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蓄電池充放電的工作原理

鉛蓄電池在充電和放電會產(chǎn)生如下反應(yīng):PbO2+pb+2H2SO4===2PbSO4+2H2O在充電時,在電能的作用下,轉(zhuǎn)化為PbO2 、Pb和H2SO4也就是說充電是由電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程。放電時,正極板接受了負(fù)極板送來的電子,鉛離子有正4價變?yōu)檎?價。與硫酸根接觸生成難溶于水的 硫酸鉛,負(fù)極的鉛由于輸出2個電子,變成正2價。同樣也生成硫酸鉛。也就是說放電時,再由貯存的化學(xué)能轉(zhuǎn)為電能。  

蓄電池在充電過程中,或在充電終了時,電極上會伴隨著水的分解反應(yīng)。其原因是因為鉛酸電池正極充電接受能力較差,一旦正極充電狀態(tài)達(dá)到70%時,氧氣開始在正極上析出。負(fù)極充電狀態(tài)超過90%時,氫氣在負(fù)極上析出。一般地講,正電極充電到額定電量的120%時。才能達(dá)到完全充電狀態(tài),所以,鉛酸電池每次充電均會產(chǎn)生水的分解反應(yīng)消耗水,因此定期補水維護(hù)不可避免。  

硫酸鹽化及蓄電池失效機(jī)理  隨著蓄電池的使用次數(shù)增加,放電容量不斷減小,由于人們對電池的使用要求不對,所以報廢標(biāo)準(zhǔn)也不相同。一般來講,正常使用電池,容量低于額定容量60%。即為報廢電池,需要維護(hù)或維修。由于電池的制造條件,使用方式有差別,終導(dǎo)致電池報廢的原因也各不相同。但歸納起來有以下幾種①正極板的腐蝕變形②正極活性物質(zhì)軟化脫落③不可逆的硫酸鹽化④容量過早損失⑤熱失控。其中不可逆的硫酸鹽化是導(dǎo)致電池失效報廢的常見的原因。  

前面談過,由于在充電過程中,伴隨著水的丟失(電離,電解蒸發(fā))影響硫酸鉛轉(zhuǎn)化為活性物質(zhì)。而硫酸鉛本身難溶于水。當(dāng)硫酸鉛在一定時間不能轉(zhuǎn)化為活性物質(zhì)時,就會形成粗大的結(jié)晶體。這種結(jié)晶體阻礙了電池的正常工作,一部分多余的電能不能正常地轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,因而轉(zhuǎn)化為熱能,更加重了水的丟失,從而形成了惡性循環(huán).當(dāng)這個循環(huán)達(dá)到一定程度時,電池容量下降,嚴(yán)重時熱量越來越大,電池內(nèi)壓增加,電池變形.所以科學(xué)的維護(hù)和保養(yǎng)是延長電池使用壽命的經(jīng)濟(jì)有效的方法. 


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